Поиск

Структура урожая озимой пшеницы
09.12.2014

Элементы продуктивности зерновых культур, определяющие величину урожайности, формируются в ранние периоды развития растений. Отдельные элементы урожайности в процессе онтогенеза зерновых культур развиваются постепенно. Вначале всходит лишь определенное число растений в пересчете на единицу площади, затем в фазе кущения каждое растение образует куст и определенное число боковых побегов. При переходе от вегетативной к генеративной фазе развития кущение обычно прекращается, и на конусе нарастания, основе будущего колоса, образуются колосковые бугорки, дифференцирующиеся в цветочные бугорки с постепенным формированием завязи, пестика и пыльников; от этого зависит потенциальное число зерновок в колосе. Однако не все образовавшиеся стебли продуктивны, часть их отмирает в течение вегетации, часть до самой уборки не дает колосьев. Точно так же, не каждый заложенный колосок и цветок в колосе образует зерновку, так как все элементы урожайности претерпевают количественную редукцию. Следовательно, в процессе формирования данных компонентов (числа стеблей и зерновок) можно выделить три этапа: 1 - заложение, 2 -максимальное развитие и 3 - количественная редукция.
В результате последовательного прохождения указанных этапов и конкуренции как между отдельными стеблями, так и целыми растениями на последующих этапах компенсируются недостатки предыдущих, и таким образом урожай в какой-то мере стабилизируется. Так, при недостаточном формировании предыдущего элемента урожайности усиливается развитие последующих элементов, и наоборот, при массовом образовании предыдущего элемента ослабевает образование последующего, т.е. снижаются его число или масса. Это явление называется компенсацией элементов урожайности и у зерновых культур служит основой саморегулирования развития в посеве
Оптимальное развитие основных элементов урожайности можно получить в принципе двумя способами: активизацией формирования нового элемента или ослаблением количественной редукции уже образовавшихся элементов (рис. 5.1.1).

Структура урожая озимой пшеницы

Из данных рис. 5.1.1 видно, какое значение для получения высокого урожая имеет исследование закономерностей формирования и редукции продуктивных органов, определение критических фаз и изученность факторов, влияющих на эти два процесса.
Если известен оптимальный уровень элементов урожайности для получения запланированного урожая, то, при использовании закона компенсации, можно с помощью современных агротехнических мероприятий, направленных на частичное устранение неблагоприятного влияния погодных условий, создать предпосылки полного проявления потенциала продуктивности возделываемых видов и сортов зерновых культур.
Высокий биологический и хозяйственный урожай можно получить лишь в том случае, когда созданы оптимальные условия для формирования надземной биомассы и экономически рационального распределения органического вещества. Хозяйственным урожай зависит от степени согласованности процессов формирования надземной биомассы и отдельных элементов урожайности, характеризующихся очень сложными взаимоотношениями. Урожай зерна создается тремя основными компонентами: числом колосьев на единице площади; числом зерен в колосе; массой зерна (массой 1000 зерен).
Урожай пшеницы формируется под воздействием сложного комплекса условий, каждое из которых оказывает влияние на его количество и качество. Улучшая условия произрастания пшеничного растения - водный, пищевой, световой режимы и другие необходимые факторы, можно добиться получения высокого урожая. Многочисленные данные научно-исследовательских учреждений и производства показывают, что в природе пшеницы заложены большие возможности и при полном их использовании она в состоянии давать 80-100 ц зерна с 1 га и более.
К биологическим особенностям растений озимой пшеницы, имеющим значение в формировании высокой продуктивности в засушливо-суховейных районах, относятся: во-первых, количество стеблей с колосом в каждом кусте, озерненность колоса главных и боковых стеблей, скорость налива зерна и его крупность. Во вторую группу биологических особенностей, хорошо проявляющихся в агроклиматических условиях изучаемой территории, можно отнести размер колоса и его устойчивость к осыпанию, прочность стебля и, следовательно, устойчивость к полеганию, слабую повреждаемость стеблей и листьев грибковыми болезнями во влажные годы.
В работах П.П. Лукьяненко, М.Г. Пруцковой и др. указывается, что названные выше характеристики и особенности растений находятся в лучших соотношениях у сортов озимой пшеницы краснодарской селекции.
Обычно урожай пшеницы определяют величиной сбора зерна. Нередко в целях более полной характеристики еще приводят данные о сборе соломы с единицы площади. Для количественной оценки урожая в большинстве случаев вполне достаточно первого показателя. Ho такое определение урожая не вскрывает ресурсов среды, условий формирования его, потенциальных возможностей растения с учетом сортовых особенностей, не дает возможности установить дефекты агротехники и не мобилизует работников сельского хозяйства на более полное использование биологических возможностей пшеничного растения и передовых приемов возделывания. В этой связи анализ отдельных элементов урожая, определяющих величину и качество его, позволяет полнее вскрыть взаимоотношения между растением пшеницы и средой в разные периоды вегетации и на этой основе строить агротехнику с учетом почвенно-климатических условий, обеспечивающих получение наиболее высоких урожаев зерна.
Под элементами урожая имеют в виду продуктивные органы и признаки растения, которые создают и определяют величину урожая. Для пшеницы основными элементами урожая являются: густота продуктивного стеблестоя, озерненность колоса и выполненность зерна. Каждый из этих элементов урожая под воздействием условий среды может изменяться в большую или меньшую сторону. Это влечет за собой увеличение или снижение урожая зерна. Густота продуктивного стеблестоя в полевых условиях у пшеницы может изменяться в больших интервалах - от 150 до 800 колосоносных стеблей на 1 м посева и более. Ее величина зависит от густоты стояния растений, особенностей возделываемого сорта, обеспеченности растений влагой, светом, питательными веществами и другими факторами среды. В южных влажных районах страны озимая пшеница в уборку обычно имеет от 500 до 700 продуктивных стеблей на 1 м посева, а в степных районах недостаточного увлажнения - от 350 до 500. С увеличением густоты стояния растений, как правило, увеличивается и количество продуктивных стеблей. Однако она проявляется до определенного предела, после которого увеличение густоты стояния растений не повышает густоту продуктивного стеблестоя. Для разных почвенно-климатических условий этот верхний предел неодинаков. При прочих равных условиях узколистные сорта пшеницы имеют большую густоту продуктивного стеблестоя, чем широколистные сорта. Густота продуктивного стеблестоя зависит и от уровня агротехники. Урожай зерна повышается с увеличением продуктивного стеблестоя. Высокие урожаи яровой и озимой пшеницы обычно получают на полях с большим количеством продуктивных стеблей. Каждой почвенно-климатической зоне, с учетом сортовых особенностей и уровня агротехники, соответствует определенная густота продуктивного стеблестоя, обеспечивающая получение наиболее высокого урожая зерна. Увеличение ее выше указанной величины приводит к снижению урожая зерна. Последнее может происходить из-за недостатка в почве влаги или питательных веществ в период формирования продуктивных органов растения и зерна.
В южных районах страны чаще всего оказывается в минимуме влага В районах достаточного и избыточного увлажнения снижение урожая зерна при излишне высоком продуктивном стеблестое является следствием недостатка в почве питательных веществ.
Величину продуктивного стеблестоя можно регулировать нормой высева семян, внесением удобрений, и другими приемами агротехники. Урожай пшеницы зависит также от крупности колоса и его выполненности зерном. Количество зерен в колосе определяется условиями среды в периоды закладки, дифференциации колоса и цветения и может изменяться в больших размерах - от 8-12 до 50-55 штук. На юге страны чаще всего малая озерненность колоса объясняется низкой относительной влажностью воздуха, высокой температурой и недостатком влаги в почве. Выполненность колоса повышается и с улучшением обеспеченности растений питательными веществами. Внесение удобрений способствует улучшению режима питания растений, повышает величину и озерненность колоса. Количество зерен в колосе зависит и от биологических особенностей сорта. Колосья боковых побегов имеют, как правило, меньшее количество зерен, чем колосья главного стебля. Эта разница в зависимости от условий может быть большей или меньшей. Особенно низкой выполненностью колоса характеризуются боковые побеги второго и третьего порядка - подгон, подсед. Выполненность зерна обычно характеризуется весом 1000 зерен. В зависимости от условий в период формирования и налива зерна он может колебаться от 20 до 50 г. У одного и того же сорта по этим же причинам вес 1000 зерен может разниться на 15-20 г. Для характеристики выполненности зерна нередко применяют объемный вес его - натуру (вес 1 л зерна, выраженный в граммах). Она также изменяется в зависимости от условий, сопутствующих наливу зерна. Натуру и вес 1000 зерен обычно используют для качественной оценки урожая. Между выполненностью зерна и величиной урожая существует прямая зависимость. Зерно с высокоурожайных участков, как правило, имеет натуру 800 г и более; вес 1000 зерен при этом приближается к максимальному для данного сорта.
Низкие показатели натуры и веса 1000 зерен указывают на ненормальные условия в период налива зерна. Урожай зерна с такими показателями довольно часто встречается в условиях юга и юго-востока, а на полегших посевах - и во влажных районах страны. Плохая выполненность зерна обычно является результатом нарушения нормального хода налива его. Причины этого явления могут быть разные; высокие температуры, низкая относительная влажность воздуха, недостаток влаги и питательных веществ в почве, повреждение растений болезнями и вредителями, полегание и др. У низкорослых сортов выход зерна от общего урожая бывает больший, чем у высокорослых. В условиях, способствующих буйному росту вегетативной массы, как правило, получают общий урожай с меньшим выходом зерна, хотя в абсолютных величинах он может быть высоким. В условиях недостаточного увлажнения юга и юго-востока недобор урожая зерна обусловливается плохой выполненностью его, что определяется условиями внешней среды во время формирования и налива зерна и главным образом условиями водоснабжения колоса после цветения. В этих районах главным фактором, лимитирующим величину урожая зерна, является влага. Наличие ее в достаточных количествах весной способствует образованию большой вегетативной массы, которая в дальнейшем расходует значительное количество влаги осенне-зимнего запаса и осадков, выпадающих до цветения. Ко времени налива зерна при этом в почве остается мало доступной для растений влаги и формирование урожая зерна проходит при остром дефиците ее, что приводит к образованию щуплого зерна и несоответствию между величиной урожая соломы и зерна. При анализе структуры урожая озимой пшеницы по различным предшественникам нами установлено, что наибольшая густота растений к уборке была на варианте чистого пара - 218,5 шт/м2, что на 7,7-28,8 шт/м превышает показатели по занятым парам и на 29,8 шт/м2-густоту растений по сидеральному донниковому пару (табл. 5.1.1).
Структура урожая озимой пшеницы

Ho при этом наибольшая продуктивная кустистость отмечается по пару, занятому эспарцетом и сидеральному донниковому пару - за счет меньшей густоты растений к уборке, и как следствие - большей площади питания одного растения озимой пшеницы.
По чистому пару отмечается наибольшее количество зерен в колосе - 23,7 шт., что на 2,5-3,2 шт. больше, чем по занятым парам и на 1,8 шт./колос превышает показатели по сидеральному донниковому пару. Большую роль в величине урожайности озимой пшеницы играет масса 1000 зерен. Различие между вариантами чистого и занятых паров различие в массе 1000 зерен было не существенно.
Д. Шпаар отмечает, что возделывание зерновых после рапса дает прибавку урожая 4-8 ц/га, что фактически без дополнительных затрат повышает эффективность всего растениеводства. Особая ценность рапса состоит в том, что благодаря развитой и глубоко проникающей корневой системе он усваивает нитраты, предотвращая их проникновение в грунтовые воды. Сорт озимой пшеницы Альбатрос одесский, являясь экологически пластичным, способен давать высокие урожаи зерна как по чистому пару, так и по непаровым предшественникам. Количество растений озимой пшеницы перед уборкой по чистому пару было на 27-43 шт./м больше, чем по занятым и сидеральным парам (табл. 5.1.2).
Структура урожая озимой пшеницы

При анализе колоса озимой пшеницы по занятому и сидеральному парам с яровым рапсом количество зерен в колосе было на 2,3-2,4 шт. больше показателей по чистому пару и на 1,4-1,9 шт. больше показателей по занятому и сидеральному горчичным парам. На варианте с сидеральным рапсовым паром нами отмечается и большая масса зерна с колоса - 0,74 г. Менее всего масса зерна с колоса получена по пару, занятому горчицей. Таким образом, при сравнении между собой видов паров по культурам становится видно, что наиболее высокие показатели структурных элементов получены по вариантам сидеральных паров как с горчицей сарептской, так и с рапсом яровым. Из парозанимающих культур лучшие показатели отмечаются после рапсовых паров. По чистому пару получена биологическая урожайность, на 1,22-1,51 т/га больше показателей занятых паров и на 1,00-1,22 т/га - больше, чем по сидеральным парам. Ho необходимо отметить, что снижение урожайности озимой пшеницы по занятым парам в некоторой степени компенсируется надземной массой парозанимающей культуры, а в вариантах с сидеральными парами - поступлением органического вещества в почву. Сидеральные пары оказывают влияние на структуру урожая озимой пшеницы не только сорта Альбатрос одесский, но и сортов краснодарской (Соратница) и донской (Северодонецкая юбилейная) селекции (табл. 5.1.3).
Структура урожая озимой пшеницы

На вариантах сидеральных паров с парозанимающими культурами горчицей сарептской и смеси горчицы и рапса ярового отмечается снижение высоты растений озимой пшеницы перед уборкой на 4,0-4,3 см (Северодонецкая юбилейная) - 3,1-4,9 см (Соратница). По сидеральному рапсовому пару сорт озимой пшеницы Северодонецкая юбилейная перед уборкой был на 4,2 см выше, чем по чистому пару. За 2004-2005 гг. нами отмечается, что у сорта Северодонецкая юбилейная наибольшая продуктивная кустистость, количество зерен в колосе, и как следствие, число зерен с растения были по вариантам одновидовых посевов сидеральных культур. Так, число продуктивных стеблей на 1 растении было больше на 0,31-0,41, количество зерен с растения - на 1,4-13,3 шт. По сорту Соратница наблюдается некоторое снижение числа продуктивных стеблей - на 0,31-0,51 шт./раст., но отмечается увеличение количества зерен с колоса на 0,9-13,4 шт. в зависимости от предшественника.
В тоже время по сорту Северодонецкая юбилейная нами отмечается увеличение массы 1000 зерен по вариантам с сидеральными парами, а по сорту Соратница - наоборот, масса 1000 зерен по сидеральным парам была на 1,88-3,55 г. меньше, чем по чистому пару. Таким образом, введение в качестве предшественника озимой пшеницы сидеральных паров с парозанимающими культурами горчицей и рапсом способствует при подборе сорта увеличению продуктивной кустистости, количества и массы зерна с растения, а также массы 1000 зерен.
Раньше академик Лукьяненко утверждал, что соотношение между весом зерна в колосе и соломиной должно быть равно один к одному. Теперь, когда селекционер уже приближается к этой цели, он ставит новую задачу. В идеале на две части веса зерна должна приходиться только одна часть соломы. В наших исследованиях возделывание озимой пшеницы по рапсовым парам приводит к снижению соотношения зерно:солома до 1 к 1,06 (сорт Северодонецкая юбилейная), в то время как по остальным изучаемым парам соотношение было 1 к 1,28-1,34, по сорту Соратница - 1 к 1,21-1,27.
При возделывании озимой пшеницы после непаровых предшественников наиболее важной составляющей структуры урожая является количество продуктивных стеблей на единице площади.
При сравнении показателей структуры урожая озимой пшеницы за 2003-2004 гг. установлено, вид пара оказывает влияние на густоту стояния растений к уборке и массу 1000 зерен (табл. 5.1.4).
Так, густота растений к уборке по чистому пару превышала показатели густоты стояния по занятым и сидеральному парам на 16-25 шт./м а по кулисно-мульчирующим парам она была на 8-9 шт./м больше чистого пара, за счет лучшей перезимовки.
Структура урожая озимой пшеницы

Наибольшая масса 1000 зерен наблюдалась также на вариантах кулисно-мульчирующих паров - на 0,5 г больше показателей по чистому пару и на 0,3-0,7 г больше, чем по занятым и сидеральному пару. Число продуктивных колосьев и зерен в колосе существенно по вариантам не отличались.
Таким образом, наиболее оптимальные показатели, способствующие получению большей биологической урожайности (376-378 г/м2) были по кулисно-мульчирующим парам с парозанимающими культурами люцерной изменчивой и люцерной желтой.